近年來，隨著全球制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，中國已逐漸成為全球最大的IGBT市場。在強(qiáng)大的市場需求驅(qū)動下，一批具備IGBT相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)精英開始投身于IGBT的創(chuàng)業(yè)浪潮中。與此同時(shí)，中國政府陸續(xù)出臺相關(guān)政策鼓勵I(lǐng)GBT行業(yè)發(fā)展，刺激IGBT企業(yè)攻克卡脖子難題。在產(chǎn)業(yè)政策和市場需求的強(qiáng)大驅(qū)動下，IGBT國產(chǎn)化進(jìn)程加速。

最近，芯八哥“走進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內(nèi)唯一一家量產(chǎn)前裝車規(guī)IGBT模塊的初創(chuàng)企業(yè)—翠展微的創(chuàng)始人兼CEO彭昊，探討在IGBT景氣度高企的背景下，當(dāng)前翠展微企業(yè)的發(fā)展情況以及對行業(yè)未來發(fā)展的展望。

   

翠展微創(chuàng)始人兼CEO 彭昊

車規(guī)IGBT模塊已大批量出貨，并與300多家汽車客戶完成供應(yīng)商建檔

據(jù)了解，翠展微成立于2018年，致力于成為中國領(lǐng)先的汽車功率器件供應(yīng)商。截至目前，公司已完成300多個(gè)汽車客戶的供應(yīng)商建檔，自主研發(fā)生產(chǎn)的IGBT模塊已經(jīng)在國內(nèi)多家知名車企完成前裝量產(chǎn)。

“公司其實(shí)從成立開始，就是圍繞著整個(gè)新能源汽車的下游應(yīng)用來開展的。新能源汽車本質(zhì)是一個(gè)移動終端，會形成很多新的應(yīng)用領(lǐng)域。我們當(dāng)時(shí)考慮的應(yīng)用很多，比如充電樁、BMS、驅(qū)動電機(jī)、車載空調(diào)等，但是創(chuàng)業(yè)的時(shí)候不太可能說所有產(chǎn)品同時(shí)做，所以我們當(dāng)時(shí)選了一個(gè)挑戰(zhàn)難度最大，但也是附加值最高的汽車主電驅(qū)IGBT模塊來作為主攻?！迸黻徽f道。

IGBT在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用場景

資料來源：翠展微

記者注意到，目前IGBT行業(yè)單管已經(jīng)發(fā)展到了極限，后續(xù)模塊公司的優(yōu)勢更為明顯。此外，正如彭昊所說，汽車主電驅(qū)IGBT模塊的價(jià)值量，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的應(yīng)用領(lǐng)域，公司可以借此迅速做大體量。

從NE時(shí)代的數(shù)據(jù)來看，在整體新能源汽車中，電機(jī)控制器成本占比約11%，而IGBT模塊占電機(jī)控制器成本的37%。因此，在整體新能源汽車成本中，電驅(qū)IGBT模塊占比已經(jīng)高達(dá)4%。

電機(jī)控制器成本結(jié)構(gòu)

資料來源：NE時(shí)代；芯八哥整理

基于創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)對IGBT行業(yè)的深刻理解，翠展微IGBT模塊從產(chǎn)品定義到最終量產(chǎn)上市僅用了2年的時(shí)間。目前，公司的IGBT模塊已經(jīng)開始在哪吒、奇瑞、江淮、比亞迪等汽車終端廠商批量出貨，并已獲得其他多家車企定點(diǎn)。

隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，中國主流新能源車型已經(jīng)超過了100個(gè)，售價(jià)范圍4-50萬不等，同一車型具備多個(gè)電池包選配，標(biāo)準(zhǔn)化的功率模塊，無法滿足車企多樣化的需求?；诖?，翠展微開發(fā)了國產(chǎn)首款汽車一體化集成IGBT模塊。和標(biāo)準(zhǔn)模塊相比，集成一體化模塊省去了銅底板與導(dǎo)熱硅脂，降低40%的熱阻，提升了系統(tǒng)的性能與可靠性。此外，經(jīng)過這樣的一體化設(shè)計(jì)還能減少生產(chǎn)工序，提高客戶生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。未來，集成化、定制化將逐漸成為汽車IGBT模塊的發(fā)展趨勢。

值得強(qiáng)調(diào)的是，翠展微除了IGBT模塊硬件產(chǎn)品外，公司還有一部分收入是來源于汽車軟件及服務(wù)的。作為公司早期現(xiàn)金流的重要來源之一，公司在軟件服務(wù)這一塊的業(yè)務(wù)進(jìn)展也非常非常順利。

彭昊指出：“IGBT模塊它是一個(gè)周期很長的產(chǎn)品，從產(chǎn)品研發(fā)到最終量產(chǎn)可能要兩三年時(shí)間，所以我們當(dāng)時(shí)在做硬件產(chǎn)品的同時(shí)，我們也成立一個(gè)團(tuán)隊(duì)，給一些車廠等客戶做一些方案的開發(fā)，以方案開發(fā)服務(wù)的方式先跟客戶建立合作關(guān)系。我們和300多家客戶建立合作，主要還是以汽車的一些方案開發(fā)的服務(wù)做為切入點(diǎn)的?！?/span>

憑借較好的服務(wù)質(zhì)量與口碑，翠展微的軟件開發(fā)服務(wù)得到了業(yè)內(nèi)客戶的廣泛認(rèn)可。目前公司該業(yè)務(wù)回頭客戶非常多，因此業(yè)務(wù)相當(dāng)穩(wěn)定；此外，公司很多新增客戶基本上都是老客戶主動帶過來的，因此基本上不用花很多時(shí)間和精力去開拓市場。

“新能源汽車其實(shí)換句話說就叫智能汽車，但其實(shí)你只要說到智能，它是離不開軟件的，所以新能源汽車的軟件需求的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)汽車?！迸黻环治龅?，“我們軟件服務(wù)毛利非常高，差不多在40%-50%，而且增長也很快。去年軟件服務(wù)的收入差不多2,000萬元，今年可以實(shí)現(xiàn)翻倍增長到4,000萬元。今年我們公司總的銷售收入預(yù)計(jì)能夠達(dá)到8,000萬-1億元，其中軟件方案服務(wù)費(fèi)差不多接近40%的占比。”

市占率快速拓展到1%，擴(kuò)產(chǎn)后年汽車IGBT模塊產(chǎn)能將超100萬個(gè)

業(yè)內(nèi)周知，IGBT是由MOSFET和BJT組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，適用于各類需要交流電和直流電轉(zhuǎn)換及高低電壓轉(zhuǎn)換的應(yīng)用場景，廣泛應(yīng)用于電機(jī)節(jié)能、軌道交通、新能源汽車、智能電網(wǎng)、家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

從市場規(guī)模來看，根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Omdia的數(shù)據(jù)，全球IGBT市場規(guī)模在過去近十年中保持穩(wěn)定增長，從2012年的32億美元增長至2021年的70億美元。中國是IGBT最大的市場，占到全球IGBT市場規(guī)模的40%左右。

細(xì)分市場方面，由于IGBT 模塊單位價(jià)值含量最高，其市場規(guī)模約占整個(gè)IGBT市場的54%，主要應(yīng)用于大功率變頻器、電焊機(jī)、新能源車、集中式光伏等領(lǐng)域。目前，IGBT模塊行業(yè)前三為英飛凌、富士電機(jī)、三菱，其市占比分別為37%、11%、10%；國內(nèi)斯達(dá)半導(dǎo)市占率為2.8%，位居第六名。

隨著國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈上游大有逐步完成國產(chǎn)替代，甚至引領(lǐng)世界的趨勢。目前，比如整車品牌、動力電池、電池材料等在世界已經(jīng)處于前列，而汽車電控IGBT模塊作為新能源汽車最核心的功率器件，之前一直被諸如英飛凌、安森美、賽米控、三菱電機(jī)等國外供應(yīng)商壟斷，但隨著比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)、中車時(shí)代、士蘭微、翠展微等國內(nèi)供應(yīng)商的崛起，目前在一定程度上已經(jīng)能夠滿足國產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。

汽車電控IGBT模塊競爭格局情況

資料來源：NE時(shí)代，翠展微，芯八哥整理

彭昊表示：“IGBT模塊的全球玩家主要以英飛凌、安森美、三菱電機(jī)為主，其中英飛凌依靠長期以來積累的技術(shù)和客戶優(yōu)勢，主要占據(jù)中高端市場；中國市場方面，比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)、中車時(shí)代電氣近年來的發(fā)展速度也非?？臁Ｆ渲斜葋喌习雽?dǎo)體背靠母公司比亞迪，占據(jù)中國最大的終端市場，其IGBT模塊主要供自己使用，而斯達(dá)半導(dǎo)體和中車時(shí)代電氣主要是低端市場為主，幾乎完成了10萬元以下的市場的全覆蓋?！?/span>

面對眾多擁有先發(fā)優(yōu)勢的玩家，如何從激烈的競爭中脫穎而出，是一個(gè)初創(chuàng)企業(yè)不得不深入思考的問題。

“我們現(xiàn)在不是單純的去做一個(gè)PIN TO PIN的產(chǎn)品，去跟英飛凌、斯達(dá)半導(dǎo)、中車時(shí)代電氣、比亞迪半導(dǎo)體他們?nèi)ゴ騼r(jià)格戰(zhàn)?！迸黻环治龅?，“我們現(xiàn)在的優(yōu)勢主要在于差異化的競爭。比如說同樣的價(jià)錢情況下，我把功率密度做大；或者說同樣功率密度下，我把成本做低。我是通過這些差異化的競爭在一個(gè)特定的產(chǎn)品里面形成我一個(gè)獨(dú)特的競爭優(yōu)勢，這樣才有可能從中脫穎而出?！?/span>

在經(jīng)營模式上，目前功率半導(dǎo)體行業(yè)巨頭主要IDM一體化模式為主。但是，由于國內(nèi)芯片行業(yè)相對國外起步晚，自建IDM工廠資本開支大，并且產(chǎn)線工藝不成熟，最新一代的IGBT工藝往往不具備。但是，國內(nèi)代工資源比較豐富，并且代工成本相對較低，因此虛擬IDM模式更加適合初創(chuàng)的國內(nèi)功率半導(dǎo)體公司。

“我們其實(shí)也很希望公司每一個(gè)領(lǐng)域的都是全產(chǎn)業(yè)的，但是作為一個(gè)創(chuàng)業(yè)公司來說，IDM不太現(xiàn)實(shí)，所以我們一開始是從封測入手，去逐步構(gòu)建虛擬IDM模式?！迸黻焕潇o的分析道，“我們采取跟一些晶圓廠形成一個(gè)戰(zhàn)略合作關(guān)系，比如說像華虹，我們會付一些額外的開發(fā)費(fèi)用，讓他們?nèi)ザㄖ埔恍Ｓ玫漠a(chǎn)線。此外，我們跟日本的晶圓廠也形成了比較深入的合作，在整個(gè)缺貨的周期里面，它能在成本不變的情況下，保證我們的產(chǎn)能供給。通過這種綁定的戰(zhàn)略合作，達(dá)到一個(gè)相當(dāng)于全產(chǎn)業(yè)鏈的目的?！?/span>

值得一提的是，由于汽車級模塊的使用時(shí)間一般至少要求使用時(shí)間在15年以上，因此IGBT模塊的封裝技術(shù)難度較高，尤其是高可靠性設(shè)計(jì)和封裝工藝控制是其技術(shù)難點(diǎn)。在高可靠性設(shè)計(jì)方面，需要考慮材料匹配、高效散熱、低寄生參數(shù)、高集成度等因素。在封裝工藝控制方面，包括低空洞率焊接/燒結(jié)、高可靠互連、ESD防護(hù)、老化篩選等，生產(chǎn)中一個(gè)看似簡單的環(huán)節(jié)如果操作不當(dāng)都會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。

為了實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的穩(wěn)定和產(chǎn)品良率的可控，翠展微在浙江嘉善總部自建封裝測試量產(chǎn)基地，從設(shè)立工廠到鋪建產(chǎn)線，再到調(diào)試設(shè)備，最后正式投產(chǎn)，逐步在積累中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)階段的跨越式發(fā)展。

彭昊表示：“我們2020年底投了一個(gè)3000平方的IGBT模塊廠房，產(chǎn)能30萬個(gè)/年。當(dāng)時(shí)的規(guī)劃用目前的眼光來看還是偏保守了。隨著新能源汽車不斷超預(yù)期發(fā)展，結(jié)果今年我們就爆單了，作業(yè)人員每天白班和夜班兩班倒，仍然不能滿足客戶激增的訂單需求。所以我們今年又租了個(gè)12,000平方的廠房，然后準(zhǔn)備投4條線，每條線30萬個(gè)，大概會新增120萬個(gè)/年左右的產(chǎn)能。我們今年又融資了1個(gè)億的金額，基本上全部都是用來添置廠房設(shè)備的，因?yàn)楝F(xiàn)在我們的設(shè)備交期也已經(jīng)到了18個(gè)月?！?/span>

把握國內(nèi)新能源汽車換道超車歷史機(jī)遇，2023年預(yù)期能夠?qū)崿F(xiàn)3-4倍的跨越式增長

眾所周知，汽車IGBT模塊對產(chǎn)品性能和質(zhì)量的要求要明顯高于消費(fèi)和工控領(lǐng)域，因此車規(guī)認(rèn)證成為了汽車IGBT模塊市場最重要的壁壘。

一般來說，車規(guī)級IGBT需要2年左右的車型導(dǎo)入周期。首先，IGBT 廠商進(jìn)入車載市場需要獲得AQG-324、IATF 16949等車規(guī)級認(rèn)證，認(rèn)證時(shí)長約1年左右。通過后，廠商還需與車廠或Tier 1 供應(yīng)商進(jìn)行車型導(dǎo)入測試驗(yàn)證，這一過程可能持續(xù)1年左右。在測試驗(yàn)證完成后，供應(yīng)商通常會先以二供或者三供的身份供貨，再逐步提高銷售量。而在需求穩(wěn)定的情況下，車廠出于供應(yīng)鏈安全考慮，更傾向于與現(xiàn)有供應(yīng)商保持合作，新廠商可能很難得到驗(yàn)證的機(jī)會。不過，大廠供應(yīng)鏈雖然比較難進(jìn)入，但產(chǎn)品一旦被車廠采用后就不易被替換，具有較強(qiáng)的客戶粘性。

彭昊指出：“我們能夠進(jìn)入比亞迪等車廠的供應(yīng)鏈體系，主要有以下兩個(gè)原因。第一，由于受IGBT行情整體火熱的影響，現(xiàn)在主流大廠的產(chǎn)能都處于嚴(yán)重供不用求的狀態(tài)，類似英飛凌、安森美的訂單已經(jīng)排到2023年去了，因此為了保證整車的及時(shí)交付，需要從外部引進(jìn)新增產(chǎn)能；第二，從長遠(yuǎn)來看，供應(yīng)鏈安全也是國內(nèi)企業(yè)不得不考慮的問題，因此國內(nèi)車廠現(xiàn)在也在主動培養(yǎng)自己的供應(yīng)鏈體系作為一個(gè)補(bǔ)充。我們也是基于這個(gè)歷史機(jī)遇，迅速導(dǎo)入到比亞迪等車廠的供應(yīng)鏈體系，從而實(shí)現(xiàn)公司業(yè)務(wù)的快速增長?！?/span>

國際IGBT大廠英飛凌和安森美的貨期和價(jià)格趨勢

資料來源:富昌電子，芯八哥整理

除了在新能源汽車的應(yīng)用外，翠展微也在積極向工業(yè)、光伏儲能等新興領(lǐng)域拓展?！肮I(yè)變頻我們的產(chǎn)線現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)并且開始批量交付了，很多客戶現(xiàn)在每個(gè)月已經(jīng)都有幾十萬到100萬的這樣的一個(gè)交付量，明年這一塊估計(jì)會有一個(gè)比較大的產(chǎn)能爬坡；光伏儲能這塊我們現(xiàn)在也在積極做準(zhǔn)備，預(yù)期在今年年底或者明年初會投產(chǎn)?！迸黻粷M懷信心的說道。

在談及公司未來的發(fā)展規(guī)劃時(shí)，彭昊表示，我們今年大概能做到8,000萬到一個(gè)億的銷售額，按照現(xiàn)在的在手訂單及行情預(yù)測，明年大概能做到3-4個(gè)億的規(guī)模。公司現(xiàn)在增長速度非?？?，無論是在產(chǎn)能還是在團(tuán)隊(duì)，甚至在現(xiàn)金流都會面臨比較大的壓力。所以今年跑完以后，我會在今年年底再制定一個(gè)新的融資計(jì)劃，目前來說應(yīng)該是在明年大概需要融資一個(gè)億左右，來補(bǔ)充設(shè)備、人員和現(xiàn)金資金以滿足業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需要。

電動汽車大時(shí)代的到來，對功率半導(dǎo)體的需求呈快速增長趨勢。自2021年以來，汽車級功率半導(dǎo)體一直處于供應(yīng)短缺的狀態(tài)，尤其以IGBT產(chǎn)品最為嚴(yán)重。雖然近期英飛凌、安森美、ST等廠商均有擴(kuò)產(chǎn)，但產(chǎn)能還在爬坡中，仍然無法滿足市場對IGBT的增量需求。尤其在車規(guī)級IGBT市場，產(chǎn)能緊張的情況最為嚴(yán)重。供應(yīng)鏈人士認(rèn)為，目前車規(guī)IGBT的供需缺口已經(jīng)在50%以上。

對于IGBT行業(yè)當(dāng)下的火熱情況，彭昊指出：“目前IGBT行業(yè)產(chǎn)能的緊張，主要是因?yàn)橐咔橛绊懺斐晒?yīng)鏈?zhǔn)茏栌唵伍L期積壓造成的，我認(rèn)為從2023年中下旬開始，應(yīng)該會逐步緩解。但是從中長期來說，包括光伏、儲能、新能源車主導(dǎo)的節(jié)能減排的行業(yè)市場的需求應(yīng)該還是會不斷的增長，而且增長至少會持續(xù)幾年的時(shí)間?！?/span>

結(jié)語

IGBT作為功率半導(dǎo)體器件，其技術(shù)迭代速度較慢，使用周期較長，且客戶主要追求的是IGBT產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，對新技術(shù)的追求意愿不高。因此，雖然國內(nèi)IGBT廠家的起步較晚，但是行業(yè)留給了本土IGBT廠家充足的發(fā)展和追趕的時(shí)間。翠展微作為國內(nèi)唯一一家量產(chǎn)前裝車規(guī)IGBT模塊的初創(chuàng)企業(yè)，有望抓住國內(nèi)新能源汽車換道超車的歷史機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。